秦皇岛海域冰情特征分析*

袁本坤，商杰，赵绍祯，黎舸，焦艳，王立新，杜春平

(1. 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266061； 2.国家海洋局北海预报中心 青岛 266061；3.中国石油海上应急救援响应中心 唐山 063200)



秦皇岛海域冰情特征分析*

袁本坤1，2，商杰1，2，赵绍祯3，黎舸1，2，焦艳1，2，王立新3，杜春平3

(1. 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266061； 2.国家海洋局北海预报中心 青岛 266061；3.中国石油海上应急救援响应中心 唐山 063200)

秦皇岛海域是我国主要的结冰海区之一，每年冬季都有不同程度的结冰现象，给海上交通运输、渔业生产、旅游以及油气勘探开发等各类经济活动造成很大影响，并对船舶和工程设施等构成严重威胁。文章利用卫星遥感、航空、船舶以及岸基海洋站等观测方式所获取的冰情要素数据，对秦皇岛海域的各类冰情要素进行了综合分析，得出了该海域的冰日、冰期、冰型、冰厚、海冰表面特征、浮冰密集度以及结冰范围等，同时给出了该海域的浮冰流向流速、地理分布特征等分析结果。

秦皇岛海域；海冰；冰情特征；分析

秦皇岛海域位于渤海的辽东湾西部，地理位置优越，区位优势明显。其中，位于该海域沿岸的秦皇岛港是中国内贸煤炭运输大通道的最重要枢纽港，在中国煤炭运输体系中具有举足轻重的地位。但是，由于该海域地理位置偏北，冬季易受北方南下冷空气影响，每年冬季都有海水结冰现象[1]，给海上交通运输、渔业生产、旅游以及油气勘探开发等经济活动造成很大影响，并对船舶和工程设施等构成严重威胁。历史上该海域也曾发生过严重海冰灾害，并造成了巨大损失。海冰已成为制约该地区海洋经济尤其是海上交通运输和油气开发等活动的重要环境因素之一。因此，深入了解和掌握该海域的海冰时空分布、变化等冰情基本特征，对于有效减轻海冰灾害、促进和保障该地区的经济社会健康有序发展有着十分重要的现实意义。

1 研究区域概况

秦皇岛海域位于辽东湾西部，海岸线东起山海关区金丝河口、西至昌黎县滦河口，全长162.67 km[2]，20 m等深线以内海域总面积2 114 km2[3]。

2 数据来源

本文所用冰情数据主要包括：

(1)国家海洋局秦皇岛海洋站1964—2013年海冰观测资料。

(2)国家卫星海洋应用中心提供的2009—2013年冬季海洋卫星(HY-1/1A)渤海海冰遥感数据。

(3)中国资源卫星应用中心提供的2009—2013年冬季环境卫星(HJ-1A/1B)渤海海冰遥感数据。

(4)国家海洋局北海分局2009—2013年冬季海冰灾害应急监测获取的部分冰情数据。

(5)国家海洋局北海分局历年海冰船舶、航空监测数据。此外，为了更加准确地分析秦皇岛海域的冰情特征，本文内容还参考了部分已有研究成果或文献给出的数据。

3 冰情特征分析

3.1 冰日与冰期

根据各种历史监测资料综合统计、分析，秦皇岛海域一般于每年的11月下旬或12月上旬开始结冰，翌年2月下旬或3月上旬终冰，冰期一般为60～80 d[4]。其中，初冰期为25～35 d，严重冰期为15～25 d，一般出现在1月中旬至2月上旬，融冰期为15 d左右(表1)。

表1 秦皇岛海域冰日冰期统计(以秦皇岛站为代表)

注：资料年限为1964-2013年。

3.2 冰型、冰厚及结冰范围

3.2.1 初冰期

初冰期(以常冰年*根据现行冰情等级划分标准，我国结冰海区的冰情共分5个等级：轻冰年、偏轻冰年、常冰年、偏重冰年以及重冰年。为代表，下同)前期以初生冰和冰皮为主，间有尼罗冰和少量莲叶冰；一般冰厚2～6 cm，最大为10 cm，浮冰范围(浮冰最大外缘线离岸距离，下同)在1～2 n mile以内，最大为4 n mile。

初冰期后期冰型以尼罗冰和灰冰为主，间有莲叶冰和冰皮等；平整冰厚为3～8 cm，最大15 cm；浮冰范围为2～3 n mile，最大5 n mile。

3.2.2 严重冰期

严重冰期冰型以尼罗冰和灰冰为主，间有莲叶冰、灰白冰及少量白冰等；平整冰厚为5～15 cm，最大25 cm；浮冰范围为5～15 n mile，最大20 n mile。

图1和图2给出了2013年2月10日和2010年2月12日严重冰期内秦皇岛海域部分冰情卫星遥感影像图。

图1 2013年2月10日秦皇岛海域冰情

图2 2010年2月12日秦皇岛海域冰情

3.2.3 终冰期

冰型以冰皮为主，间有莲叶冰和尼罗冰以及少量灰冰；平整冰厚为3～5 cm，最大10 cm；浮冰范围为在5 n mile以内。

因受强冷空气影响，融冰期内秦皇岛海域冰情常常出现反复。

3.3 浮冰密集度

浮冰密集度是指浮冰覆盖面积占浮冰分布海面的成数。根据卫星遥感及航空等历史监测资料综合分析，秦皇岛海域严重冰期内的海冰密集度为4～6成，最大8成。

3.4 海冰表面特征

海冰表面特征是指海冰在动力或热力作用下所呈现的外貌特征。根据监测，秦皇岛海域海冰表面特征类型(按照每年冬季出现频率和量的多少排序)依次为：平整冰、重叠冰、冰丘和覆雪冰。

3.5 浮冰流向和流速

浮冰在风、浪、流等外力作用下，会发生漂移、流动。根据各种观测资料与数据综合分析，秦皇岛海域大多数海区的浮冰漂流方向以西南(SW)、西南偏西(WSW)和西向(W)为主。总的来讲，近岸海域浮冰的漂流方向与潮流方向大致相同，并且与海岸线基本平行。各向浮冰平均漂流速度在0.3 m/s左右，最大流速在0.7 m/s[5]。

受地理特征和潮流等水动力条件影响，秦皇岛海域各海区浮冰流向与流速存在一定差异。

3.6 海冰地理分布

受气象、海洋等自然因子变化影响，秦皇岛海域的海冰分布具有明显的地理差异。根据卫星遥感、船舶、航空及海洋站等监测数据综合分析，初冰期内，海冰主要分布在该海域西北部的河口、浅滩等近岸区域；严重冰期内，海冰往往布满该海域北部的大部分海区(图1和图2)；融冰期内，秦皇岛海域大部分海区基本无冰，但其东部海区因受辽东湾湾底向外漂移的浮冰影响，常常会有少量浮冰分布。

4 结论与讨论

秦皇岛海域是我国主要的结冰海区之一。本文利用卫星遥感、航空、船舶以及岸基海洋站等观测方式所获取的冰情数据，对秦皇岛海域的各类冰情要素进行了综合分析，得到如下结论：

(1)秦皇岛海域每年冬季都有不同程度的海水结冰现象；总冰期在60～80 d，其中严重冰期为15～25 d。

(2)通常，秦皇岛海域的海冰总体呈现北部海域重、南部海域轻，河口、浅滩等近岸海域重、远岸海域轻的分布特点。

海冰是一种自然现象。冰情严重时海冰可以封锁港口、海湾和航道，并对海上交通运输、油气开发以及渔业捕捞、水产养殖等各类海上活动造成影响甚至灾害。根据资料统计[6]，渤海严重和比较严重的海冰灾害大致每5～6 a发生一次，而局部海域出现的海冰灾害几乎每年都有发生。因此，秦皇岛作为我国的主要结冰海区之一，应当高度重视其海域的海冰研究[7]及其灾害风险管理和应急工作，同时应加强海冰监测、预警和灾害风险评估、区划等技术工作，以提高该海域的海冰防灾减灾能力和水平，最大限度地降低海冰可能造成的损失。

[1] 张方俭.我国的海冰[M].北京：海洋出版社，1986.

[2] 河北省海洋局.河北省海洋功能区划[R].石家庄：河北省海洋局，2011.

[3] 秦皇岛市人民政府政务网.自然地理[EB/OL].(2014-03-06)[2014-04-06]. http://www.qhd.gov.cn/front/csmpthird.action？id=62371&tid=445&block=0.

[4] 国家海洋环境预报中心.海冰灾害及其对沿海地区社会经济发展评价技术报告[R].北京：国家海洋局，2011.

[5] 国家海洋局北海预报中心.2013/2014年冬季冀东油田作业海域海冰监测报告[R].唐山：中国石油冀东油田分公司，2014.

[6] 王相玉，袁本坤，商杰，等.渤黄海海冰灾害与防御对策[J].海岸工程，2011，30(4)：45-55.

[7] 孙劭，苏洁，史培军.2010年渤海海冰灾害特征分析[J].自然灾害学报，2011，20(6)：87-92.

国家海洋局海洋公益性行业科研专项经费项目(201105016).

P731.15

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1005-9857(2015)09-0078-03